Et si les panneaux solaires que nous connaissons depuis des decennies etaient sur le point de devenir obsoletes ? Une equipe de chercheurs suisses vient de franchir un cap symbolique qui pourrait redessiner le paysage de l'energie solaire mondiale. Avec un rendement certifie de 30,02 %, la cellule triple jonction perovskite-silicium mise au point par l'EPFL et le CSEM etablit un nouveau record et ouvre des perspectives inedites pour la transition energetique.

Qu'est-ce qu'une cellule perovskite et pourquoi tout le monde en parle ?

Les cellules solaires classiques reposent presque exclusivement sur le silicium, un materiau eprouve mais dont le rendement plafonne autour de 26 a 27 % en laboratoire. Les perovskites, une famille de mineraux synthetiques dont la structure cristalline unique capte la lumiere de maniere remarquablement efficace, representent l'alternative la plus prometteuse etudiee depuis une dizaine d'annees.

L'idee de combiner perovskites et silicium dans une meme cellule, dite tandem, n'est pas nouvelle. Le principe est elegant : la couche de perovskite, placee au-dessus, absorbe les longueurs d'onde courtes (la lumiere visible), tandis que le silicium, en dessous, se charge des longueurs d'onde plus longues (l'infrarouge). Resultat : on capte une part bien plus grande du spectre solaire qu'avec un seul materiau.

Mais l'equipe suisse est allee plus loin en ajoutant une troisieme couche de perovskite, creant ainsi une cellule dite a triple jonction. C'est cette architecture en trois etages qui a permis de depasser le seuil symbolique des 30 %.

Trois innovations cles derriere ce record

Le resultat publie dans la revue Nature en mars 2026 ne tient pas du hasard. L'equipe dirigee par le professeur Christophe Ballif a resolu trois verrous technologiques majeurs qui freinaient jusqu'ici les performances des cellules triple jonction.

La premiere avancee concerne la qualite des cristaux de perovskite. Les chercheurs ont identifie une molecule capable de guider la formation des cristaux et d'eliminer les defauts a l'echelle atomique. Cette amelioration permet a la cellule superieure de generer une tension de 1,4 volt sous illumination, un chiffre remarquable pour ce type de materiau.

La deuxieme innovation porte sur la cellule intermediaire. Un nouveau procede de fabrication en trois etapes ameliore considerablement l'absorption de la lumiere dans le proche infrarouge, une zone du spectre habituellement sous-exploitee.

Enfin, l'integration de nanoparticules entre la cellule en silicium et la cellule intermediaire permet de reflechir davantage de lumiere vers cette derniere, augmentant le courant genere sans necessiter de couche supplementaire.

Un solaire spatial a prix terrestre

Jusqu'a present, les cellules solaires depassant 30 % de rendement etaient fabriquees a partir de semi-conducteurs dits III-V, des materiaux extremement couteux reserves aux satellites et aux missions spatiales. Le cout de production d'un panneau base sur ces technologies peut atteindre plusieurs centaines d'euros par watt, contre moins de 0,20 euro par watt pour le silicium classique.

L'interet majeur de l'approche perovskite-silicium reside justement dans son cout potentiellement bien inferieur. Les perovskites sont synthetisees a partir de materiaux abondants et peu onereux, et leur depot en couches minces necessite des procedes industriels relativement simples. Selon les estimations du secteur, les modules tandem perovskite-silicium pourraient couter 30 a 50 % moins cher que les panneaux classiques a rendement equivalent.

Cela signifie qu'un rendement de 30 % pourrait devenir accessible non seulement pour l'industrie spatiale, mais aussi pour les toitures residentielles, les centrales au sol et meme les vehicules electriques equipes de panneaux integres.

La course a la commercialisation est lancee

Si le record de l'EPFL marque une etape scientifique importante, la bataille industrielle fait rage en parallele. Plusieurs acteurs majeurs se positionnent pour etre les premiers a proposer des panneaux perovskite a grande echelle.

En Europe, Oxford PV, une spin-off de l'universite d'Oxford, a deja commence a expedier ses premiers panneaux tandem depuis son usine allemande de Brandebourg. Avec un rendement de 24,5 % sur des modules de 72 cellules, la start-up britannique demontre que la technologie est viable industriellement.

Mais c'est la Chine qui mene la course en volume. Quatre entreprises chinoises vendent deja des megawatts de panneaux perovskite, une production superieure a celle du reste du monde combine. GCL Perovskite et UtmoLight preparent des lignes de production a l'echelle du gigawatt, tandis que Jinko Solar vise un rendement de 34 % d'ici la fin de l'annee. Le geant Trinasolar a par ailleurs signe un accord de licence exclusif avec Oxford PV pour fabriquer et vendre des produits perovskite sur le marche chinois.

En Coree du Sud, Qcells a investi 100 millions de dollars dans une ligne de production dediee aux cellules tandem, avec des premieres livraisons prevues au second semestre 2026.

Des defis encore a relever

Malgre ces avancees spectaculaires, plusieurs obstacles subsistent avant que les panneaux perovskite ne remplacent le silicium sur nos toits. Le principal defi reste la stabilite dans le temps. Les cellules perovskite se degradent plus rapidement que le silicium lorsqu'elles sont exposees a l'humidite, a la chaleur et aux rayons ultraviolets. La encore, des progres significatifs ont ete realises : les dernieres cellules inorganiques ont demontre un fonctionnement stable pendant plusieurs centaines d'heures, mais on reste encore loin des 25 a 30 ans de garantie offerts par les panneaux silicium actuels.

L'autre enjeu concerne le passage a l'echelle industrielle. Fabriquer une cellule record en laboratoire sur quelques centimetres carres est une chose ; reproduire cette performance de maniere uniforme sur des modules de plusieurs metres carres en est une autre. Les procedes de depot doivent etre affines pour garantir l'homogeneite des couches sur de grandes surfaces.

Enfin, la question de la toxicite du plomb, present dans la plupart des formulations de perovskite, suscite des interrogations environnementales. Des recherches sont en cours pour developper des perovskites sans plomb, mais les performances restent pour l'instant inferieures.

Ce que cela signifie pour la transition energetique

Le franchissement du seuil de 30 % n'est pas un simple chiffre dans un article scientifique. Il represente un point de bascule potentiel pour l'ensemble de la filiere solaire. Avec un rendement superieur d'un tiers a celui des panneaux classiques et un cout de production en baisse rapide, la technologie perovskite-silicium pourrait accelerer considerablement le deploiement de l'energie solaire dans le monde.

Concretement, un panneau tandem de meme surface qu'un panneau classique produirait environ 20 a 30 % d'electricite en plus. Pour un particulier, cela peut signifier moins de panneaux necessaires sur un toit, ou une autonomie energetique atteinte plus facilement. Pour les exploitants de centrales solaires, c'est la promesse d'une meilleure rentabilite par hectare.

Les analystes du secteur estiment que le marche des cellules perovskite pourrait depasser 10 milliards de dollars d'ici 2030 si les defis de durabilite sont resolus. La prochaine etape cruciale sera la certification de modules perovskite avec une garantie de 20 ans ou plus, un seuil psychologique et commercial qui ouvrira les portes du marche de masse.

En attendant, la communaute scientifique vise deja les 35 % de rendement pour les cellules a triple jonction. Si ce cap est atteint dans les prochaines annees, le solaire pourrait bien devenir non seulement l'energie renouvelable la plus repandue, mais aussi la moins chere jamais produite par l'humanite.